以燃料電池為中心的新能源發電系統

- 共同展區5 -

這幾年,經常會聽見「燃料電池」這個名詞。在英語稱為<Fuel Cell>。像火力發電和石油引擎車那樣的燃燒石油化學燃料取出能源的目前的方式,會排出大量的二氧化碳,導致大氣污染‧地球溫暖化,這樣的事已經是眾所皆知。


新能源發電機械設備


MCFC(設置於共同展區5的一樓)

另一方面被稱作環保能源、污染物質的排出較少的能源技術正在發展的的階段。作為比較被皆知的有風力發電‧太陽能發電等,不過,其中也包括這個「燃料電池發電」。

在世博會會場共同展區5的NEDO展覽館,作為NEDO技術開發機構實施的新能源等的地區集中實證研究的一環,組合了燃料電池發電等的新能源的實證實驗正在進行。燃料電池基本上與由氫和氧做出的電同樣,不過,共有5種的方式,在NEDO展覽館以下列3種的方式進行實驗。(實證實驗的詳情請參閱實證機械設備

  1. 溶融碳酸鹽形 (MCFC=Molten Carbonate Fuel Cell)
  2. 固體氧化形 (SOFC=Solid Oxide Fuel Cell)
  3. 磷酸形 (PAFC=Phosphoric Acid Fuel Cell)

用從會場排出的廚餘等使之沼氣發酵,從那裡取出氫,再以燃料電池發電,而將那個電供應到長久手日本館全館和共同展區5的一部分。預計消耗電力約2,200千瓦,其中2/3的電力則是以燃料電池發電來供應。從西口附近的全球環繞公路俯視的話,共同展區5建築物的旁邊可以看見類似化學機械設備一樣的設備,不過,這些是把燃料電池發電作為中心的「新能源發電機械設備」。這是由除了燃料電池發電設備以外,為了取出燃料的沼氣發酵系統、高溫煤氣化系統﹝以高溫將木質煤氣化﹞,並且為了蓄積產生的電的NaS電池電力儲藏系統等構造而成。

與燃燒石油化學燃料發電相比,燃料電池發電是以高效率、低噪音‧低振盪、二氧化碳等的排出少等對環境很好的不久的未來的技術。

在共同展區5以外也進行著以燃料電池發電來維持展覽館電力的一部分的實驗。敬請光臨,請來體驗將來的發電怎樣變化。

燃料電池

說到「電池」大家會想起起怎樣的東西?

恐怕大部分的人會想到在手電筒和電視的遙控器等裡使用的圓筒型的東西吧。而車裡所使用的被稱為「電瓶」,而那個也的確是電池。試著把在我們四周這樣的電池分類的話,大致上可以分作2種。

  • 一次電池 : 不能充電的一次性電池 (錳電池,鹼性電池等)
  • 二次電池 : 可以充電能反復使用的電池 (鉛電池,鎳氫電池等)

這些是容易取得使用的東西,因此可以說是融洽於生活之中理所當然地被使用的產品。

另一方面,有一種被稱為新形式的「電池」出現了。是「太陽電池」和「燃料電池」。同樣是與「電池」這個單詞緊貼在一起,不過,概念與一次‧二次電池不同,也能說。用英語標明的話,一次‧二次電池為<battery>,太陽電池為<solar cell>,而燃料電池則為<fuel cell>。在日語同樣地都是「電池」,但在英語裡則變成<battery>和<cell>,而燃料電池總覺得難以明白的原因應該就在這裡了。

那麼,讓我們試著容易明白地解說燃料電池吧。

請回想小學的理科課時進行的「水的電解」。是在水中浸入2個金屬板,用電池將兩端連接,從負極產生氫,並且從正極產生氧。其實燃料電池是進行與此相反的方向。

[水的電解]

水 + 電 ---> 氫 + 氧

[燃料電池]

氫+氧 ---> 水 + 電

總之,就是能從氫和氧取出電(能源)。而且因為氧存在於空氣中,因此只要能供給氫在原理上就能發電。其廢棄物只有「水」因此理所當然不會對環境帶來壞影響。

由於所謂的燃料電池是由氫和氧製造出水和電的裝置,因此不像一次‧二次電池一樣有積蓄電的機能。同樣地太陽電池也是指從光產生出電的裝置,沒有積蓄電的機能。這裡應該就是<battery>和<cell>的差異。

作為燃料電池的實用化,大致上在3個領域備受期待。

  1. 汽車 : 一部分開始實用化。為了供應燃料的「氫氣站」的建設也在前進中。(作為連接長久手會場和瀨戶會場的「會場區間公共汽車」使用
  2. 安置的地方型 : 事業所和家庭等電的地方設置發電。(Global·住宅,煤氣帳幕,wonder馬戲電力館也使用)
  3. 攜帶型電子機器 : 移動PC等長時間使用期待領域。(日立集團館也使用)

想更加詳細地了解燃料電池的原理請參閱NEDO主頁